Circuito RLC em série e ressonância

O que mostra

Num circuito RLC em série com tensão alternada, as reatâncias Z_L = ωL e Z_C = 1/(ωC) variam em sentidos opostos quando a frequência aumenta, e a impedância é Z = √(R² + (Z_L − Z_C)²). Na frequência de ressonância f₀ = 1/(2π√(LC)) elas se anulam, Z fica igual a R, a corrente é máxima e u e i ficam em fase; R só define quão estreito é o pico. A tela Oscilações LC livres liga um capacitor carregado à bobina: a energia passa de ½Cu² para ½Li² com T = 2π√(LC), como uma massa numa mola, e uma resistência gera descargas subamortecidas, críticas ou superamortecidas.

Como usar

Na aba Ressonância em CA, mude f devagar e observe a diferença de fase entre u e i, clique em Sintonizar f na ressonância e depois mude L, C ou R para deslocar ou afinar o pico. Na aba Oscilações LC livres, clique em Iniciar e depois em Medir T; repita com vários valores de Indutância L e Capacitância C e faça o gráfico de T em função de √(LC). Aumente Resistência R para achar a descarga crítica ou marque Circuito de manutenção (−R).

Parâmetros que você pode mudar

• Tela inicial Ressonância em CA, Oscilações LC livres
• Frequência 10–200 Hz
• Resistência R 5–200 Ω
• Indutância L 10–600 mH
• Capacitância C 5–200 µF
• Tela LC livre: resistência R 0–1000 Ω
• Tela LC livre: tensão de carga U₀ 1–12 V
• Tela LC livre: circuito de manutenção ligado

Perguntas para explorar

1. Se a capacitância ficar quatro vezes maior, como muda a frequência de ressonância?
2. Como saber, pelo diagrama fasorial, se o circuito é indutivo ou capacitivo?
3. Como a altura e a largura do pico de ressonância mudam ao diminuir R, e f₀ se desloca?